Leichtbau-Projektgruppe 3b Produktmehrwert, Design

Transkript

1 Leichtbau-Projektgruppe 3b Produktmehrwert, Design Projekttreffen

2 Teilnehmer 2 / Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg

3 Projektgruppen-Teilnehmer Name Vorname Firma Burkardt Norbert KIT Institut für Produktentwicklung IPEK Fassbaender Peter FS Software und Konstruktionen GmbH Kopp Gundolf DLR Institut für Fahrzeugkonzepte Laourine Ezzeddine FTA Forschungsgesellschaft für Textiltechnik mbh Müller Matthias TP Technik Partner Dienstleistungsgesellschaft mbh Posner Benedikt Universität Stuttgart IKTD Roth Martin Porsche AG Troll Daniela KIT Institut für Produktentwicklung IPEK Sander Christian KIT Institut für Produktentwicklung IPEK Kopp Gerhard Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.v. Ruff Martin Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.v. Peitz Volker Porsche AG Baumann Michael Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP Wehner Daniel Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP Geiger Raphael Fraunhofer IPA Raidt Andreas Universität Stuttgart-IKTD Honold Clemens Universität Stuttgart-IKTD Brandstetter Peter Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP 3 / Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg

4 Ergebnisse vom Aus dem Kick-off Projekttreffen 4 / Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg

5 Spitzencluster Leichtbau-Projektgruppe 3b Produktmehrwert, Design Ziele: was wollen wir erreichen? Leichtbau in die Köpfe bringen Ziel: mehr Leichtbau ins Produkt bringen von den Anforderungen kommend entwickeln Leichtbau in die Köpfe bringen; von Anfang an im Konzept berücksichtigen Leichtbau ist ein Kontextthema ist eingebettet in die anderen Anforderungen des Produktes Türöffner (für KMUs) entwickeln Leichtbau muss sich rechnen Angst vor Leichtbau nehmen: "Leichtbau muss nicht teuer sein" Prozessbeschreibung - Welche Methode an welcher Stelle? Aktivitäten bei Produktentwicklung Methoden-Landkarte/ -Handbuch (anschaulich!)/ -Baukasten Validierung Revolutionärer Demonstrator? Halbzeug, Fertigung, Auslegung Implementierungsbeispiel für die Methoden Soll-/ Ist-Abgleich 5 / Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg

6 Force-Field-Analysis: Leichtbau in die Köpfe bringen Treibende Faktoren Was soll das Produkt können? Wettbewerb Auftraggeber/ Kunde Gesetzeslage/ Verbraucher/ GG Marktdruck Materialeinsparung beschleunigte Teile Markt: erhöhe meine Leistungsfähigkeit Notsituation: das kann ich so nicht lösen z.b. Zielwerte vorgeben Chancen-/ Risiko-Analyse Nutzen klarmachen, darstellen Leichtbau ist nicht nur CFK - Einstellung verbreiten Zeigen mit verlässlicher Validierung, dass es klappt 6 / Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg Status quo Hemmende Faktoren Wechselspiel zwischen Bauteil und Gesamtprodukt, mangelnder Kontext, hohe Komplexität Wie bringe ich neue Techniken an den Mann/ die Frau? Technische Mechanik ist zu wenig präsent (Bildung) Fehlendes Werkstoffwissen (Auswahltool, Bildung) Ingenieurs-Erfahrungswissen: " das haben wir schon immer so gemacht..." "Lern erstmal anständig konstruieren" Wie kommen die Methoden in die Lieferkette? Zeitbedarf für Leichtbau-Konstruktion zu lange Anforderungen sind zu wenig bekannt Was brauche ich um in Leichtbau zu konstruieren? Konstrukteur: "Welches Material soll ich nehmen?" Mangelnde Integration der Einzelmethoden Leichtbau in den Köpfen

7 Vorgehen 1. Welche Methoden brauchen wir, um zum Methodenhandbuch zu kommen? Methoden zusammenstellen (s. Folie 11). 2. Aus der Methodensammlung den Zeitplan erstellen. 3. "Notsituationen" identifizieren: welche Konstrukteure sind an welcher Stelle/ aus welchem Grund in der Situation, das sie mit den ihnen bekannten Methoden nicht weiterkommen? Evtl. Fallbeispiel ableiten. 7 / Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg

8 Ergebnisse vom Projekttreffen im Haus der Wirtschaft 8 / Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg

9 Methodensammlung - Wie stellen wir den Entwicklungsprozess dar? Entwicklungsprozess Methoden Hilfsmittel/ Werkzeuge bekannt/ geläufig neu entwickelt/ nicht geläufig bekannt/ geläufig neu entwickelt/ nicht geläufig 1. Anforderung/ VDI 2220 Produktplanung Kundenbedürfnisse und -ablauf 2. (Gesamtprodukt-) Idee 3. Konzept 4. Gestalt VDI 2221 Wettbewerbsanalysen Strategie-Fit Chancen und Risiken im Produktportfolio Top-Down Entscheidung VDI 2222, VDI 2223, VDI 2225 Funktions- und Wirkstruktur Iterative Schleifen Konstruktion/Berechnung Dubbel, Klassische Leichtbau-prinzipien Betrachtung externe Parameter - Lifestyle - Architektur Materialauswahlverfahren Auswahlverfahren Fügetechnik Geometrische Analysen, Optimierungsstrategien Optimierungsstrategien: Topologie, Shape, Size, Free- Size, Optimierung für anisotrope Materialien, Leichtbaubrille auf alte Prinzipien/Methoden anwenden, Bionik Datenbanken, Funktions-, Gestalt-Trennung, Konstruktionskataloge automatisierte Datenbanken und Altschuller-Regeln (TRIZ) softwarebasierte Programme, Marktstatistik, Kombination von CAX und Patentrecherche, Concept FE/MKS, Crowd-Funding: Open Cars Innovation/ Cloud Innovation Kreativitätstechniken (Brainstorming, etc.) Werkstoff- und Fertigungswissen Eindeutig, einfach, sicher Grundregeln der Gestaltung, Fügetechniken Kombination von CAX und FEM/MKS Diskursive Lösungsfindung (durch Merkmalsvariation) CAX; FEM; MKS; Kopplung der Simulationstools, Werkstoffauswahlmethoden (Ashby, etc.), innovative Fügetechniken: wie bringen wir verschiedene Werkstoffe zusammen? Homogen/inhomogen 9 / Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg

10 Methodensammlung - Wie stellen wir den Entwicklungsprozess dar? Entwicklungsprozess Methoden Hilfsmittel/ Werkzeuge bekannt/ geläufig neu entwickelt/ nicht geläufig bekannt/ geläufig neu entwickelt/ nicht geläufig 5. Validierung prototypische Validierung Bauteilprüfung vermehrte virtuelle Absicherung: Virtual Testing, Hardware in the loop, x in the loop CAX-Kette 6. Produktion/ Fertigung VDI Qualitätssicherung ISO9001 Physische Prototypen Baustufen, FMEA, HQ, 8. After Sales vermehrte virtuelle Absicherung ganzheitliche CAX-Kette, durchgängiger Kommunikationsfluss (auch Daten) über gesamte WSK!! Inline-QS als Schnittstelle zu vorherigen Schritten (Prozessüberwachung), Qualitätsparameter in automatisierten, sicheren Prozess // Verringerung Prozess- Streuung, Reproduzierbarkeit Virtuelle Fabrik, CAX, Flexible Produktion, Fertigungsrestriktionen in die CAX eingebaut (iterativ zu gestalten) Multiscalige Validierung, festgeschriebene Validierungsmethode, systematische, Leichtbauorientierte Strategien -generelles Vorgehen -Methode der Herangehensweise 9. Recycling 10 / Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg

11 Genannte Punkte, die Entwicklungsschritte übergreifen/ Herausforderungen bzgl. der Anwendung Verschwommener Prozess zwischen Konzept und Gestalt kreativer Prozess Immer mehr Entwicklung in virtueller Welt: Problem für Zulieferer? Chance für KMU durch höhere Wettbewerbsfähigkeit?! (Virtuelles) Leichtbau-Netzwerk Köpfe vernetzen, organisatorischer Ablauf Sicherung von Erfahrungswissen, Wissensmanagement Materialmodelle/ Simulierbarkeit Hybride Strukturen simulieren Komplexität der Anforderungen, der Produkte und der Materialien nimmt zu Entwicklungsaufwand und Preisdruck nehmen zu, was ggf. optimale Lösungen hemmt Komplexität der softwarebasierten Systeme nimmt zu Kosten und Zugänglichkeit zu Datenbanken und Software (Lizenzen) Komplexität der Fertigungsmöglichkeiten und Fügetechniken nimmt zu 11 / Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg

12 Ideen/ Vorgehen 1. Lücken identifizieren 2. Was machen wir jetzt damit? 3. Wie bringen wir das unter die Leute? Grundlage für ein neues Leichtbau-Handbuch/ Lehrbuch Grundlagen für Aus- und Weiterbildung Die Leichtbaubrille Seminar und Produkt: Sehschwäche ausgleichen Leichtbau-App / Best Practice-App Leichtbau anschaulich machen Do it light 12 / Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg

13 Vorgehen Präzision der einzelnen Methoden und Werkzeuge So formulieren, dass es der mittelständische Ingenieur versteht Evtl. Wirtschaftsverband Baden (Pendant Württemberg?) einbinden Strategie daraus entwickeln Bedenken: Verwendbarkeit branchenübergreifend Nächstes Treffen: Mitte Juli (vor der Sommerpause) 13 / Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg

14 Danke. Leichtbau BW GmbH Fr. Bele Günther T M E bele.guenther@leichtbau-bw.de